Представленное в данной статье устройство предназначено для защиты акустической системы (предотвращения повреждения акустической системы), подключенной к усилителю мощности звуковой частоты в случае возникновения аварийной ситуации (в случае появления постоянного напряжения на выходе усилителя мощности). Кроме того, данная схема обеспечивает задержку подключения акустической системы к усилителя для устранения слышимых переходных процессов (хлопков динамиков и других неприятных звуков) при включении усилителя.
Принцип работы данного устройства не нов и предельно прост: при отсутствии опасного постоянного напряжения на выходе усилителя (входе защиты), акустическая система с помощью контактов реле, через определенный короткий промежуток времени, подключается к выходу усилителя, в случае появления опасного постоянного напряжения на выходе усилителя реле размыкает свои контакты и акустическая система отключается от выхода усилителя.
Скелет схемы придуман не мной, его в разных вариациях часто можно встретить в промышленных аппаратах и за долгое время подобные схемы очень хорошо себя зарекомендовали.
Кратко перечислю особенности и технически характеристики данной схемы:
— независимая защита для каждого из двух каналов усилителя. При аварии в одном из каналов усилителя отключится только неисправный канал.
— встроенный стабилизатор напряжения позволяет питать устройство защиты непосредственно от плюсовой шины питания усилителя мощности.
— допустимый диапазон напряжений питания (+Vc) от 15 до 50В (при использовании реле с катушкой на 12В) или от 30 до 90В (при использовании реле с катушкой на 24В).
— время срабатывания защиты (отключения акустической системы) при появлении постоянного напряжения на выходе усилителя (на входе защиты):
0,7 сек (при постоянном напряжении на входе защиты 5В);
0,25 сек (при постоянном напряжении на входе защиты 15В);
0,15 сек (при постоянном напряжении на входе защиты 25В);
0,07 сек (при постоянном напряжении на входе защиты 50В).
— минимальное постоянное напряжение на выходе усилителя (входе защиты) необходимое для отключения акустической системы +1В / -3,5В.
— время задержки подключения акустической системы к выходу усилителя с момента подачи напряжения питания — 3 сек.
— автоматическое подключение акустической системы к выходу УМЗЧ после исчезновения на его выходе опасного постоянного напряжения.
— время подключения акустической системы после исчезновения опасного постоянного напряжения на выходу УМЗЧ — 3 сек.
— моментальное отключение акустической системы от выхода усилителя мощности в случае обесточивания или неисправности устройства защиты.
Рассмотрим принцип действия схемы на примере одного из каналов устройства защиты (верхнего по схеме). При нулевом постоянном напряжении на входе схемы, оба входных транзистора VT2 и VT4 полностью закрыты. При подаче питания, начинает заряжаться конденсатор С3 через резистор R4, при достижении на обкладках конденсатора напряжения примерно в 1,2-1,5В (спустя примерно 3 сек после подачи питания), открывается транзистор VT6 и на катушке реле K1 появляется напряжение равное напряжению на выходе стабилизатора напряжения (VT1), контакты реле К1.1 замыкаются и выход усилителя соединяется с акустической системой. В случае аварийной ситуации, когда на входе схемы появляется постоянное напряжение величиной более минимального напряжения срабатывания устройства защиты, открывается один из транзисторов (VT2 или VT4) в зависимости от знака постоянного напряжения на входе — плюс или минус. Открывшийся транзистор шунтирует собой конденсатор С3 и база-эмиттерный переход транзистора VT6, что приводит к его закрытию, исчезновению напряжения на катушке реле и размыканию контактов К1.1. Акустическая система отключается от выхода усилителя мощности. Как только постоянное напряжение на входе устройства защиты опускается ниже минимального значения напряжения срабатывания защиты, транзисторы VT2 и VT4 закрываются, заряжается С3, транзистор VT6 открывается, на катушке реле появляется управляющее напряжение и акустическая система снова подключается к выходу усилителя мощности. Транзистор VT1 вместе с R2 и VD1, образуют простейший стабилизатор напряжения который дает возможность запитывать устройство защиты от плюсовой шины блока питания усилителя мощности или любого другого источника питания с напряжением от 15 до 90В.
В зависимости от величины имеющегося напряжения источника питания, которое будет использовано для питания защиты, целесообразно выбирать реле с катушкой либо на 12, либо на 24В. Это необходимо для снижения рассеиваемой мощности на транзисторе стабилизатора напряжения (VT1), который обязательно должен быть установлен на небольшом теплоотводе. Так при напряжении питания от 15 до 30В, необходимо использоваться реле с катушкой рассчитанной на 12В, а при напряжении питания от 50В и выше — реле с катушкой рассчитанной на 24В. При использовании источника питания с напряжением от 30 до 50В, допускается использовать реле с катушкой как на 12В, так и на 24В. При использовании реле с катушкой рассчитанной на 24В, в обязательном порядке необходимо заменить стабилитрон VD1 (1N4743, 13В), на стабилитрон с напряжением стабилизации 24В, например на 1N4749.
Рассмотрим схему сопряжения устройства защиты с платами усилителей мощностей, блоком питания и подключаемой акустической системой.
Все довольно наглядно и просто. Единственное насчет чего может возникнуть вопрос: зачем на печатной плате защиты две клеммы GND и какую из них использовать для подключения к блоку питания? Использовать можно любую из них.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VT1 | Биполярный транзистор | BD139 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| VT2-VT5 | Биполярный транзистор | 2N5551 | 4 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| VT6, VT7 | Биполярный транзистор | KSP13 | 2 | MPSA13 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| VD1 | Стабилитрон | 1N4743A | 1 | 1N4749 (24В) для реле на 24В | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| VD2, VD3 | Выпрямительный диод | 1N4148 | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С1, С2 | Электролитический конденсатор | 100мкФ 25В | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| С3, С4 | Электролитический конденсатор | 220мкФ 25В | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R1, R3 | Резистор | 47 кОм | 2 | 0.25Вт | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| R2 | Резистор | 2.2 кОм | 1 | 0.25Вт | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| R4, R5 | Резистор | 220 кОм | 2 | 0.25Вт | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| K1, K2 | Реле | Tianbo HJR-3FF | 2 | Либо аналогичное на 12 или 24В | Поиск в магазине Отрон | В блокнот |
| Добавить все | ||||||
Скачать список элементов (PDF)
Прикрепленные файлы:
- з2017-2.lay (87 Кб)